電子工学Ⅰ

真空中の電子、光電効果、電子の波動性、量子力学の基礎、統計力学の基礎など、半導体について学ぶ基礎となる内容について知識を得る。

	理想的な到達レベルの目安	標準的な到達レベルの目安	未到達レベルの目安
評価項目1	真空中の電子の運動、光電効果、電子の波動性の計算ができ、定量的に説明できる。	真空中の電子の運動、光電効果、電子の波動性を理解できる。	真空中の電子の運動、光電効果、電子の波動性を理解できない。
評価項目2	原子内の電子の配置について説明できるとともにシュレディンガー方程式、不確定性原理を説明できる。	原子内の電子の配置について説明できる。	原子内の電子の配置について説明できない。
評価項目3	各種エネルギー分布則を説明できるとともに定量的な意味も理解できる。	エネルギー分布則を定性的に説明できる。	エネルギー分布則を定性的に説明できない。

準学士課程 2(2) 専門分野の知識と能力

準学士課程 2(3) ものづくりに必要な力

概要:

電子工学Iでは、真空中の電子、光電効果、原子中の電子、量子力学の基礎、統計力学の基礎など、半導体について学ぶための基礎について学ぶ。

授業の進め方・方法:

授業方法は講義を中心とし、７回の課題の提出を求める。

注意点:

この授業では、数式的取り扱いは最小限に止め、基本事項について物理的な意味を理解できるようにできるだけわかりやすく余裕を持って行う。わからないことがあれば随時質問に訪れること。

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	真空中の電子１	真空中での電子のふるまいを理解する。
		2週	真空中の電子２	電子の電界内での運動を理解する。
		3週	真空中の電子３	電子の電界内での運動を理解する。ミリカンの実験を理解する。
		4週	真空中の電子４	ミリカンの実験を理解する。
		5週	光電効果１	光照射による物質内からの電子の放出（光電効果）を理解する。
		6週	光電効果２	光照射による物質内からの電子の放出（光電効果）および光の粒子性を理解する。
		7週	光電効果３	光照射による物質内からの電子の放出（光電効果）および光の粒子性を理解する。
		8週	電子の波動性	電子の波動性を理解する。
	2ndQ
		9週	原子内の電子１	原子スペクトルとボーアの原子模型を理解する。
		10週	原子内の電子２	ボーアの原子模型を理解する。
		11週	電子の量子状態	原子内の電子の量子状態を理解する。
		12週	原子内での電子配置	パウリの原理と原子内の電子の配置を理解する。
		13週	量子力学の基礎１	シュレディンガー方程式を理解する。
		14週	量子力学の基礎２、統計力学の基礎１	不確定性原理を理解する。統計力学の考え方を理解する。
		15週	統計力学の基礎２	フェルミ分布則などのエネルギー分布則を理解する。
		16週	前期定期試験

分類		分野	学習内容	学習内容の到達目標	到達レベル	授業週
専門的能力	分野別の専門工学	電気・電子系分野	電子工学	電子の電荷量や質量などの基本性質を説明できる。	3	前3
				エレクトロンボルトの定義を説明し、単位換算等の計算ができる。	3	前5
				原子の構造を説明できる。	3	前7
				パウリの排他律を理解し、原子の電子配置を説明できる。	3	前10
				結晶、エネルギーバンドの形成、フェルミ・ディラック分布を理解し、金属と絶縁体のエネルギーバンド図を説明できる。	3
				金属の電気的性質を説明し、移動度や導電率の計算ができる。	3
				真性半導体と不純物半導体を説明できる。	3
				半導体のエネルギーバンド図を説明できる。	3
				pn接合の構造を理解し、エネルギーバンド図を用いてpn接合の電流―電圧特性を説明できる。	3
				バイポーラトランジスタの構造を理解し、エネルギーバンド図を用いてバイポーラトランジスタの静特性を説明できる。	3
				電界効果トランジスタの構造と動作を説明できる。	3